微粉煤的电性质及摩擦带电研究.pdf

收稿日期“ “ 基金项目国家高技术研究发展计划 A A B- “ 4 C D EF G - 0 ’ ’ - , 1 第 1卷 第期中国矿业大学学报 HD I 4 1 JD 4 “ 年- -月K D L M I D N O P A Q R M S A T UD N VA A WX R C D I D UJD Q YY Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 4“ 文章编号 - 0 - , 1 S L“ “ - ’ 2O * i j k l m 8 n l a D M A E M D Q A T _ _ R S C U L S A T M A ‘ D R I R C T M D S T T A C S R M T A D 2T _ S S D C A T R _EA R M I SoR M RER S L M R _L S A C D C R T M A CC A M C I R R I R C T M A C D I R 2T T C T D T R T A I _ A N N R M R C R S ‘ R T oR R C D I D M S S D C A T R _EA R M I S _S T A I R S S S T R R I oR M RER S L M R _L S A T M D ‘ R 2 _T R M I S I S D oR M RER S L M R _‘ Ua M _ UT L ‘ R 4X C R‘ R T oR R L M RC D I D Mp D I A _S T A I R S SS T R R I A S D S A T A Q R 2T oA I I ‘ R D S A T A Q RC S TT I R S SS T R R I 2 _T T C T D T R T A I _ A N N R M R C R‘ R T oR R U M A T RD M f L M T ; _S T A I R S SS T R R I A S R T A Q R 2T R T A Q RC S T T I R S S S T R R I 4X T _ R S A T UN M C T A D S C D I D N q- 4 Z C E _r- 4 Z C EoA I I D D S A T R I UC D N _ 2T R N N A C A R C UoA I I ‘ RR C R _ 4 sG tu v m w k N A RC D I .M R S A S T A Q A T U .C D T C T D T R T A I_ A N N R M R C R .T M A ‘ D R I R C T M D S T T A C‘ R R N A C A T A D . _ R S L I 火电站锅炉喷吹用煤要磨细到小于 1x E占 y以上2这时大部分矿物质都已充分解离2这就 为在炉前应用物理选煤的方法高效去除其中的黄 铁矿硫和成灰物质提供了充分的解离条件4作为一 项先进的微粉煤干式分选技术2摩擦电选可与燃煤 电站制粉系统有机地集成在一起2具有燃前在线脱 万方数据 硫降灰提高燃煤质量和燃烧效率降低灰渣产率 减少有毒痕量元素的排放等优点“ 应用摩擦电选技术进行深度脱硫降灰的基本 原理是煤粉被气流输送经过摩擦器时煤中有机 质煤 5 4 8 7 A B 7 “ FE “ E F 石英 CI C E E E “ H J 高岭土 D F D DE “ H D 注K测量温度C D LM相对湿度H D N“ 表显示M黄铁矿O石英与不锈钢之间的接触 电势差为负值M而净煤O高岭土与不锈钢之间的接 触电势差为正值“因此M我们可以知道M黄铁矿及石 英的表面逸出功要比不锈钢表面逸出功要大M从理 论上来讲M它们在和不锈钢表面摩擦时将会带上负 电P而与之相反M高岭土O净煤在和不锈钢表面摩擦 时将会带上正电“可以看出M净煤和石英的电阻率 很高M即导电性很差M这对摩擦电选来说是件好事M 因为在摩擦带电过程中M精煤和石英颗粒所带电荷 不容易传导走M荷质比就比较大M在电场中受电场 力就大M增强了在电场中的分离效果“高岭土的电 阻率与石英相比要低得多M即其导电性比石英要 好M这将会导致在摩擦带电过程中M高岭土颗粒所 带电荷的荷质比就比较小M在电场中受电场力就相 应减小M削弱了在电场中的分离效果“而对于黄铁 矿来说M可以说其导电性比较好M这对于摩擦电选 过程来说是件坏事M因为在摩擦带电过程中M黄铁 矿颗粒所带电荷容易传导走M其荷电的荷质比就比 较小M在电场中受电场力作用弱M降低了其在电场 中的分离效果“ 从摩擦带电量的测量结果可以明显看出M与上 面两项测量结果的分析完全吻合M首先在摩擦带电 的极性上M与根据接触电位差测量结果预测的摩擦 带电符号相同M净煤与高岭土带正电M而黄铁矿与 石英则带负电P其次M在带电量即荷质比大小上M我 们看到因为净煤与石英的电阻率高M即他们的导电 性差M因此M其带电量9绝对值大M而高岭土特别是 黄铁矿的电阻率小M因此其带电量小“ 通过对净煤与伴生矿物的接触电位差O电阻率 及摩擦带电量的测量研究M我们发现在摩擦电选过 程中M高岭土因其摩擦带电符合与净煤相同M所以M 从理论上讲它们是不能分离开的M同时M黄铁矿的 摩擦带电荷质比也较小M这也给摩擦电选过程带来 了不利影响“但是M实际煤的成分是非常复杂的M其 摩擦带电过程也复杂得多“但这里的研究仍具有重 要参考意义“ “ 不同密度级煤电性质及摩擦带电量 我们对中梁山不同密度级煤与上面相同条件 下及温湿度变化条件下与参考电极间的接触电势 差O电阻率和摩擦带电量的变化情况进行了研究“ 具体的测量结果见表C “ 表Q中梁山各密度级煤电性质及摩擦带电量 带电量6 9 A W “ C ECD E EF E E “ D J “ C E X “ F EG H EC E “ E J “ F E X “ D EI D E EE “ C G “ D E X “ G EH F E F EE “ C “ G E X “ H EH F ED EE “ E H Y “ H E EHE “ C 很明显M随着密度级的升高M矿物质含量及成 分增加M其接触电势差也随着发生明显变化“可以 看出M大于 “ G EB 6 V 7C密度级与小于 “ G EB 6 V 7C 各密度级与不锈钢参考电极间的接触电势差符号 相反M因此M在摩擦电选过程中M大于 “ G EB 6 V 7C 各密度级产物与小于 “ G EB 6 V 7C各密度级产物的 摩擦带电符号相反M从而在电场中可以分离“ 由表中数据来看M随着密度级的增大M也就是 随着矿物质含量的增加M很明显M电阻率在减小M导 电性增加M也就是能把颗粒自身在摩擦过程中带的 电荷泄漏掉的几率变大M根据对矿物质摩擦带电的 分析方法M随着密度级的增大M各密度级颗粒所能 带的电荷量会逐渐减少M给分选带来一定影响“另 外M大于 “ G EB 6 V 7C密度级与小于 “ G EB 6 V 7C各 密度级颗粒所带的电荷电性与小于 “ GB 6 V 7C各 密度级的颗粒所带的电性符号完全相反M并且随着 密度级的增大M所带电荷量确实在逐渐减少M这与 上面的分析是一致的“ “ Q 温湿度对电阻率的影响 电阻率越大M颗粒保持电荷的能力就越强M对 分选就越有利“而电阻率受温度和湿度这两个环境 因素影响较大“下面主要对温湿度对电阻率的影响 进行研究“ “ Q “ 温度对煤及伴生矿物电阻率的影响 温度能影响颗粒本身的导电载流子的能量以 及矿物颗粒的含水量的多少M而这些能对矿物颗粒 GIG 中国矿业大学学报第C F卷 万方数据 的电阻率造成影响为此对不同温度下颗粒电阻率 的变化规律进行了测量“结果见表 “ 表温度对电阻率的影响 A 黄铁矿石英高岭土中梁山净煤 B CB “ B D E C E E E F EB “ CB G EB B E B C F CB “ HF E EF E E E EF “ DF C EF C E C H C “ C B EF C E H C C EI “ E EC C E E E 由表看出只有黄铁矿电阻率的数量级较 小说明黄铁矿导电性很好所带的电荷容易被导 走J而总体上不论是煤还是伴生矿物的电阻率都 是随着温度的升高而升高的而电阻率的提高颗 粒保持电荷的能力较强所以这项因素试验说明 要提高颗粒荷电的稳定性提高分选效果可以把 提高输送气流的温度作为一种有效的改进手段“ K “ L “ K 湿度对电阻率的影响 对不同湿度下净煤与伴生矿物的电阻率的变 化规律进行了测量研究“测量结果由表C给出“由 表看来不论是煤的有机质还是伴生矿物的电阻率 都是随着湿度的升高而降低的原因可能使随着湿 度的增加颗粒的内水和外水都有一定程度的增 加因为颗粒表面水膜的导电能力强所以整个颗 粒群的电阻率降低“所以要提高颗粒荷电的稳定 性提高分选效果就要尽量降低输送气流的湿度“ 表M湿度对电阻率的影响 A 黄铁矿石英高岭土中梁山净煤 D EC “ C E EI EF E E D CF “ BF I EC E I B H EB “ B D EF C B C H C “ E EB C E C G E “ E EBD C K “ 微粉煤的摩擦电选实验 从对不同密度级煤的电性质及摩擦带电的测 量研究结果中可以从理论上判断应用摩擦电选分 离不同密度级的物质是可行的表I给出了摩擦电 选分选试验结果可以看出精煤灰分和硫分比尾 煤要低得多同时随着湿度的增加精煤产率减 小这也验证了湿度因影响颗粒的电性质R摩擦带 电量而影响摩擦电选效果的事实“ 表S S T P U L P湿度时的分选效果比较 fg h a bifj k a l “m n o j p q j b k r k h s te u k p q v e j l j X k p e r k a k q X v j b j u q X q a k q e bu e p g a k e b WX e a l Z ] [ “ ] e h p b a le ui ‘ q b a wb q x j p r q k W t e u;q b q b W y z j X ‘ b e l e W t B E E F F B I A Y I B E I B F “ Z B [ { k j b X j l];{ X ‘ a j u j p]| } a bfj ka l “z p q v e j l j X k p e r k a k q X X l j a b q b We u X e a l q b l q b j v j k j j b o h l x j p q j p r a b s v h p b j p r a k h k q l q k q j rZ] [ “ i e a l “ p j o a p a k q e b G G H G B A Y C B G “ Z F [ 高孟华“微粉煤摩擦荷电机理的研究Z g [ “徐州Y中国 矿业大学化工学院 B E E C “ Z [ 罗宏昌毕载俊伍学正“静电实用技术手册Z ;[ “上 海Y上海科学普及出版社 G G E “ B D C “ 责任编辑 骆振福A DGI 第I期章新喜等Y微粉煤的电性质及摩擦带电研究 万方数据